JP6843593B2 - Segment joint structure - Google Patents
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Description
本発明は、セグメントの継手構造に関する。 The present invention relates to a segment joint structure.
シールド工法やTMB工法等では、地山の掘削に伴い、筒状のセグメントリングを地中に連設することでトンネルの覆工を形成している。
セグメントリングは、複数のセグメントの端面同士を連結することにより形成される。このようなセグメント同士の連結部として、嵌合方式の継手構造が採用されている。
In the shield method and the TMB method, a tunnel lining is formed by continuously installing tubular segment rings in the ground along with excavation of the ground.
The segment ring is formed by connecting the end faces of a plurality of segments. A fitting type joint structure is adopted as a connecting portion between such segments.
例えば、特許文献1には、一方のセグメントに設けられた挿入金具と、他方のセグメントに設けられた受け金具とを嵌め合わせるセグメントの継手構造が開示されている。挿入金具は、一方のセグメントのコンクリート部分に定着するとともに一方のセグメントの端面(端板)から突出している。受け金具は、セグメントのコンクリート部分に定着している。
また、特許文献2には、一方のセグメントと他方のセグメントとにそれぞれ設けられた継手部材同士を嵌め合わせるセグメントの継手構造が開示されている。各継手部材は、セグメントの端板には固定されておらず、端板と略平行に設けられた補強リブにアンカー部材を介して固定されている。補強リブの両端は、セグメントの主桁に固定されている。
For example,
Further, Patent Document 2 discloses a joint structure of a segment for fitting joint members provided in one segment and the other segment, respectively. Each joint member is not fixed to the end plate of the segment, but is fixed to a reinforcing rib provided substantially parallel to the end plate via an anchor member. Both ends of the reinforcing ribs are fixed to the main girder of the segment.
特許文献1に記載の継手構造は、コンクリートを介して主桁に引張力を伝達させる構造である。
特許文献2に記載の継手構造は、補強リブを介して力を伝達する構造のため、継手構造を挟んで対向する各セグメントの補強リブ同士の間隔によって引張バネ値を算出することとなる。引張バネ値は、継手構造を構成する鋼材の断面積と長さによって算出するため、補強リブ同士の間隔が大きいと、引張バネ値が小さくなってしまう。そのため、特許文献2の継手構造では、トンネルの覆工として必要な剛性を確保するために、セグメントの仕様を大きくする必要がある。
The joint structure described in
Since the joint structure described in Patent Document 2 is a structure in which a force is transmitted via the reinforcing ribs, the tensile spring value is calculated based on the distance between the reinforcing ribs of the respective segments facing each other across the joint structure. Since the tensile spring value is calculated from the cross-sectional area and length of the steel material constituting the joint structure, if the distance between the reinforcing ribs is large, the tensile spring value becomes small. Therefore, in the joint structure of Patent Document 2, it is necessary to increase the specifications of the segment in order to secure the rigidity required for lining the tunnel.
このような観点から、本発明は、継手部の高剛性化を図ることを可能とした継手構造を提案することを課題とする。 From such a viewpoint, it is an object of the present invention to propose a joint structure capable of increasing the rigidity of the joint portion.
前記課題を解決するために、本発明は、鋼殻内に打設されたコンクリートを備えたセグメントの一方のセグメントに設けられた挿入部材を、トンネル周方向に隣接する前記セグメントの他方のセグメントの端面に設けられた受け部材に係止させるセグメントの継ぎ手構造であって、前記挿入部材は、前記一方のセグメントの主桁に直接固定されており、前記受け部材は、前記他方のセグメントの主桁と端板との角部においてトンネル軸方向とトンネル周方向とに連続して開口している、ことを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention presents an insertion member provided in one segment of a segment having concrete cast in a steel shell to the other segment of the segment adjacent in the tunnel circumferential direction. It is a joint structure of a segment to be locked to a receiving member provided on an end face, the inserting member is directly fixed to the main girder of the one segment, and the receiving member is the main girder of the other segment. It is characterized in that the corners of the tunnel and the end plate are continuously opened in the tunnel axial direction and the tunnel circumferential direction .
また、前記挿入部材は、前記一方のセグメントの主桁に固定された挿入板部と、前記挿入板部の先端部に突設された挿入係止部と、を備えており、前記受け部材は、前記他方のセグメントの主桁と端板との角部においてトンネル軸方向とトンネル周方向とに連続して開口しているとともに、当該主桁に固定された箱型の受け本体部と、前記受け本体部の内面に形成されて、前記挿入係止部と係止可能な受け係止部とを備えていても良い。 Further, the insertion member includes an insertion plate portion fixed to the main girder of the one segment and an insertion locking portion protruding from the tip end portion of the insertion plate portion. At the corners of the main girder and the end plate of the other segment, the box-shaped receiving main body is continuously opened in the tunnel axial direction and the tunnel circumferential direction, and is fixed to the main girder. The insertion locking portion and the locking receiving portion that can be locked may be provided on the inner surface of the receiving main body portion.
かかるセグメントの継手構造によれば、挿入部材および受け部材が、主桁に固定されているため、引張力を主桁に直接伝達させることが可能となる。
また、主桁に直接固定することにより、挿入部材および受け部材の必要長さを短くすることが可能となり、ひいては鋼材量の低減化を図るとともに高い引張バネ値を得ることが可能となる。
According to the joint structure of such a segment, since the insertion member and the receiving member are fixed to the main girder, the tensile force can be directly transmitted to the main girder.
Further, by directly fixing to the main girder, it is possible to shorten the required lengths of the insertion member and the receiving member, thereby reducing the amount of steel material and obtaining a high tensile spring value.
本発明のセグメントの継手構造によれば、コストの低減化および継手部の高剛性化を図ることができるとして、鋼材量の低減に伴うコスト低減も可能である。 According to the joint structure of the segment of the present invention, it is possible to reduce the cost and increase the rigidity of the joint portion, and it is also possible to reduce the cost due to the reduction of the amount of steel material.
本実施形態では、コンクリート一体型鋼製セグメント(以下、単に「セグメント1」という)同士を接続するためのセグメントの継手構造(以下、単に「継手構造4」という)について説明する(図1および図2参照)。
セグメント1は、図1に示すように、円弧状に湾曲した版状に形成されており、円周方向に複数接続することで、セグメントリング(図示せず)を構成する。このセグメントリングを軸方向に順次接合すると、トンネルの覆工が形成される。
本実施形態のセグメント1は、鋼殻2と、鋼殻2内に打設されたコンクリート3とにより構成されている。
In the present embodiment, a joint structure (hereinafter, simply referred to as “joint structure 4”) of a segment for connecting concrete-integrated steel segments (hereinafter, simply referred to as “
As shown in FIG. 1, the
The
鋼殻2は、トンネル軸方向の両端に設けられた一対の主桁21,21(図1では一方の主桁21のみを表示)と、トンネル周方向の両端に設けられた一対の端板22,22(図1では一方の端板22のみを表示)と、外面を覆うスキンプレート23とを備えて構成されている。
主桁21,21と端板22,22は枠状に組み付けられており、スキンプレート23は、この主桁21,21および端板22,22の開口部の外周面側(地山側)を塞ぐように配置されている。
The steel shell 2 has a pair of
The
鋼殻2の内部には、複数の形状保持材24,24,…が配設されている。形状保持材24は、端板22と平行となるように、トンネル軸方向に沿って配設された板材である。形状保持材24は、スキンプレート23上に立設されている。また、形状保持材24の両端は、それぞれ主桁21,21の板面に当接している。
主桁21には、複数のリング間ジョイント25,25,…が形成されている。リング間ジョイント25は、セグメントリング同士を連結する。なお、リング間ジョイント25の構成、配置および数は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
A plurality of shape-retaining
A plurality of
端板22のトンネル軸方向の一方の端部には矩形状の貫通孔26が形成されていて(図3参照)、他方の端部には矩形状の切欠き27が形成されている(図5参照)。すなわち、端板22の両端部には、継手構造4の位置に対応して貫通孔26または切欠き27がそれぞれ形成されている。
主桁21には、端板22の切欠き27の位置に対応して矩形状の切欠き28が形成されている(図5参照)。端板22の切欠き27と主桁21の切欠き28とにより、セグメント1の角部に開口が形成されている。
A rectangular through
The
コンクリート3は、セグメント1の内面側に所定の厚みを有して形成された表層部31と、鋼殻2の内部に打設された内部コンクリート部32とを備えている。
また、表層部31には、補強材として、鉄筋33が埋設されている。本実施形態では、
補強材として、鉄筋を格子状に組み付けることにより形成された鉄筋網を採用するが、鉄筋33は、必ずしも網である必要はなく、縦筋および横筋を適宜配筋してもよい。また、内部コンクリート部32(鋼殻2内)にも鉄筋を配筋してもよい。
The concrete 3 includes a
Further, a reinforcing
As the reinforcing material, a reinforcing bar net formed by assembling reinforcing bars in a grid pattern is adopted, but the reinforcing
継手構造4は、挿入部材5と受け部材6とを備えている。図2に示すように、一方のセグメント1の端面に突設された挿入部材5を、他方のセグメント1の端面に形成された受け部材6に係止させることで、セグメント1同士が接合される。
本実施形態の継手構造4(挿入部材5および受け部材6)は、図1に示すように、鋼殻2の厚さ方向中央付近に形成されているが、継手構造4の形成箇所は限定されるものではない。また、継手構造4は、複数段形成されていてもよい。
The joint structure 4 includes an
As shown in FIG. 1, the joint structure 4 (inserting
挿入部材5は、図3(a)および(b)に示すように、セグメント1の端面(端板22)から突出している。
挿入部材5は、セグメント1の主桁21に固定された挿入板部51と、挿入板部51の先端部に突設された挿入係止部52とを備えている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
The
挿入板部51は、鋼板により形成されていて、端板22の貫通孔26を貫通している。挿入板部51の基端部は、鋼殻2の内部において主桁21に溶接されている。
図4に示すように、挿入板部51は、基端部側(鋼殻2内に配設される部分)の幅寸法が基端に向うに従って小さくなるように形成されていて、台形状を呈している。なお、挿入板材51は、必ずしも台形状である必要はなく、例えば矩形状であってもよい。また、挿入板材51の板厚は限定されるものではなく、セグメント1同士を接合するために必要な強度を発現することが可能であればよい。さらに、挿入板材51の主桁21への固定方法は限定されるものではない。
The
As shown in FIG. 4, the
挿入係止部52は、挿入板部51の板面に固定された鋼製部材である。本実施形態では、一対の挿入係止部52,52が、挿入板部51の先端部(セグメント1の端面から突出する部分)を挟んで対向するように、挿入板部51に溶接されている。
本実施形態の挿入係止部52は、四角柱状の鋼製部材により形成されているが、挿入係止部52を構成する材料は限定されるものではなく、例えば円柱状の部材や、板材であってもよい。
挿入係止部52は、図4(c)に示すように、挿入板部51の先端面に対してわずかに傾斜しているが、挿入係止部52は挿入板部51の先端面と平行であってもよい。
The
The
As shown in FIG. 4C, the
受け部材6は、図5(a)および(b)に示すように、セグメント1の端面(周方向端部)に形成されている。
受け部材6は、受け本体部61と、受け係止部62と、補強材63とを備えていて、鋼殻2の内部に配置されている。
受け本体部61は、セグメント1の主桁21と端板22との角部に固定された箱型部材であって、当該角部において、トンネル軸方向とトンネル周方向とに向けて開口している。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the receiving
The receiving
The receiving
本実施形態の受け本体部61は、複数の鋼板を組み合わせることにより形成されている。受け本体部61は、主桁21と端板22との角部に形成された切欠き27,28を覆うように、主桁21および端板22の内面に固定(溶接)されている。なお、受け本体部61は、少なくとも主桁21に固定(溶接)されていればよく、必ずしも端板22に固定されている必要はない。受け本体部61の固定方法は限定されない。
受け本体部61は、図6(a)〜(c)に示すように、対向する一対の板材64,64と、一対の板材64,64の基端側に横架された底板65と、一対の板材64,64および底板65の内側端部を遮蔽する止め板66とにより形成されている。底板65は端板22と平行で、止め板66は主桁21と平行である(図5(a)および(b)参照)。
なお、受け本体部61の構成は限定されるものではない。
The receiving
As shown in FIGS. 6A to 6C, the receiving
The configuration of the receiving
受け係止部62は、挿入係止部52と係止可能な部材であり、受け本体部61の内面に形成されている。
受け係止部62は、一対の板材64,64の対向する面に溶接された一対の四角柱状の鋼製部材により構成されている。なお、受け係止部62を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、例えば円柱状の部材や、板材であってもよい。
受け係止部62は、図6(c)に示すように、受け本体部61の先端面に対してわずかに傾斜しているが、受け係止部62は受け本体部61の先端面と平行であってもよい。
The
The
As shown in FIG. 6C, the
補強材63は、図5(b)に示すように、受け本体部61の基端部において、セグメント1の主桁21に固定されている。
補強材63は、受け本体部61(底板65)と主桁21との角部に配設された鋼板であって、底板65と主桁21に溶接されている。本実施形態の補強材63は、図6(c)に示すように、受け本体部61から離れるに従って、高さが低くなるように三角形状に形成されているが、補強材63は矩形状であってもよい。
As shown in FIG. 5B, the reinforcing
The reinforcing
セグメント1同士を接合する際には、図2に示すように、一方のセグメント1の挿入部材5の先端部を、他方のセグメント1の受け部材6に主桁21に面した開口部から挿入するとともに、トンネル軸方向(主桁21と交差する方向)にずらす。このとき、挿入部材5の挿入係止部52は、受け部材6の受け係止部62の補強材63側に沿って摺動させる。
When joining the
本実施形態の継手構造4によれば、挿入部材5および受け部材6が、主桁21に固定されているため、引張力を主桁21に直接伝達させることが可能となる。そのため、セグメント1同士の固定度が高い。
また、挿入部材5および受け部材6を主桁21に固定することで継手構造4の自由長(固定されていない部分の長さ)が短くなるため、継手の引張バネ値が高く、継手部の剛性が高い。そのため、トンネル外殻の変形を抑制することができる。
また、挿入部材5および受け部材6を主桁21に固定することで継手構造4を構成する鋼材量を最小限に抑えることができるため、経済的である。
According to the joint structure 4 of the present embodiment, since the
Further, by fixing the
Further, by fixing the
挿入板部51が台形状に形成されているため、矩形状の場合に比べて使用鋼材量が低減されている。
同様に、補強材63が三角形状に形成されているため、矩形状の場合に比べて使用鋼材量が低減されている。
また、主桁21に直接固定することにより、挿入部材5および受け部材6の必要長さを短くすることが可能となり、鋼材量の低減化を図るとともに高い引張バネ値を得ることができる。
なお、受け本体部6の基端部に補強材63が形成されているため、主桁21との固定度を高められている。
Since the
Similarly, since the reinforcing
Further, by directly fixing to the
Since the reinforcing
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記実施形態では、継手構造4をコンクリート一体型鋼製セグメントに適用した場合について説明したが、継手構造4が適用可能のセグメントはこれに限定されるものではなく、例えば、スチールセグメントやその他の合成セグメントに採用してよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each of the above-mentioned components can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the case where the joint structure 4 is applied to the concrete integrated steel segment has been described, but the segment to which the joint structure 4 can be applied is not limited to this, and for example, a steel segment or other composite. It may be adopted for the segment.
前記実施形態では、受け部材62が補強材63を有している場合について説明したが、補強材63は必要に応じて形成すればよい。また、前記実施形態では、1枚の補強材63が配設されている場合について説明したが、複数の補強材63を配設してもよい。
また、前記実施形態では、鋼材を組み合わせることにより受け部材6を形成する場合について説明したが、受け部材6の構成は限定されるものではなく、例えば、図7(a)および(b)に示すように、鍛造により一体成形されていてもよい。
また、受け本体部61は、断面視C字状であってもよい。
In the above embodiment, the case where the receiving
Further, in the above-described embodiment, the case where the receiving
Further, the receiving
前記実施形態では、鋼材を組み合わせることにより挿入部材5を形成する場合について、挿入部材5の構成は限定されるものではなく、例えば、図7(c)および(d)に示すように、鍛造により一体成形されていてもよい。
また、前記実施形態では、挿入部材5の断面形状が十字状(t字状)の場合について説明したが、挿入部材5の断面形状は限定されるものではなく、例えばT字状であってもよい(図7(c)参照)。
In the above embodiment, when the
Further, in the above-described embodiment, the case where the cross-sectional shape of the
前記実施形態では、セグメント1の端面に挿入部材5と受け部材6との両方が形成されている場合について説明したが、セグメント1の端面には挿入部材5および受け部材6のうちのいずれか一方のみが形成されていてもよい。
また、セグメント1は、セグメント1は、両端面に挿入部材5および受け部材6のうちのいずれか一方のみが形成されていてもよい。この場合、挿入部材5のみが形成されたセグメント1と受け部材6のみが形成されたセグメント1とを交互に配設すればよい。
In the above embodiment, the case where both the
Further, in the
1 セグメント
2 鋼殻
21 主桁
22 端板
23 スキンプレート
3 コンクリート
4 継手構造
5 挿入部材
51 挿入板部
52 挿入係止部
6 受け部材
61 受け本体部
62 受け係止部
63 補強材
1 Segment 2
Claims (2)
前記挿入部材は、前記一方のセグメントの主桁に直接固定されており、
前記受け部材は、前記他方のセグメントの主桁と端板との角部においてトンネル軸方向とトンネル周方向とに連続して開口している、
ことを特徴とするセグメントの継ぎ手構造。 A segment that locks an insertion member provided in one segment of a segment having concrete cast in a steel shell to a receiving member provided in the end face of the other segment of the segment adjacent in the tunnel circumferential direction. It is a joint structure of
The insertion member is directly fixed to the main girder of the one segment.
The receiving member is continuously opened in the tunnel axial direction and the tunnel circumferential direction at the corner portion between the main girder and the end plate of the other segment.
The segment joint structure is characterized by that.
前記挿入部材は、
前記一方のセグメントの主桁に固定された挿入板部と、
前記挿入板部の先端部に突設された挿入係止部と、を備えており、
前記受け部材は、
前記他方のセグメントの主桁と端板との角部においてトンネル軸方向とトンネル周方向とに連続して開口しているとともに、当該主桁に固定された箱型の受け本体部と、
前記受け本体部の内面に形成されて、前記挿入係止部と係止可能な受け係止部と、を備えていることを特徴とする、セグメントの継手構造。 A segment joint structure in which an insertion member projecting from the end face of one segment of a segment having concrete cast in a steel shell is locked to a receiving member formed on the end face of the other segment of the segment. And
The insertion member is
An insertion plate fixed to the main girder of one of the segments,
It is provided with an insertion locking portion projecting from the tip of the insertion plate portion.
The receiving member
At the corners of the main girder and the end plate of the other segment, the box-shaped receiving main body is continuously opened in the tunnel axial direction and the tunnel circumferential direction, and is fixed to the main girder.
A segment joint structure, which is formed on an inner surface of the receiving main body portion and includes the insertion locking portion and a locking receiving portion that can be locked.
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